中国地质大学(武汉)：谢树成院士-流域地球系统科学与区域发展战略

以跨圈层作用为特征的地球系统科学正成为当前地球科学发展的主流，同时我国当前特别注重区域经济社会的发展，论文由此提出了流域地球系统科学与区域发展战略相结合的构想.

流域地球系统科学是在流域尺度上探索跨圈层的地质作用、地质演化与地质效应，至少包括三个层次的研究主题，分别是流域系统的深浅联动及其资源效应、流域系统的生物与环境的相互作用与协同演化，以及流域环境和人类文明的关系.论文以长江流域为例，探索流域地球系统科学与长江经济带、长三角一体化等区域发展的关系，系统总结了流域三大研究主题的进展以及有待突破的科学难题.在时间跨度上，流域地球系统科学不仅仅限于大河流域的形成及其后续的发展演化，而且还可以追溯到流域形成之前的跨圈层作用.

要从时间尺度上突破流域地球系统科学这些难题，进而服务区域经济社会的发展，论文提出了跨圈层作用的一个关键抓手，即水、热、碳三者之间的关系，特别是其中的水热配置及其与碳循环的关系.流域的水、热、碳直接关系到区域的大生态状况，包括生态资源、生态环境、地质灾害和生态文明，因而对区域经济社会发展异常重要.

结论及展望

流域地球系统科学是当前地球系统科学时代的一大突破方向，它不仅可以解剖流域体系与地球系统科学有关的重大理论难题，而且还可以为区域经济社会的发展提供科学支撑.其中，最为关键的是三大主题，包括深浅联动及其资源效应、生物演化与环境变迁的关系，以及流域环境与古文化和古文明的关系.为了促进人类社会的可持续发展，当前更要突破流域环境与区域文化的关系，这需要实现从跨学科到超学科体系的发展，需要大数据和数值模型模拟等定量研究.

如何统一流域地球系统科学的这三大主题至关重要，而解剖水热碳三者之间的关系是关键.不同流域、同一流域的不同演化阶段具有不同的水热配置、水碳关系，长江流域与同纬度其他地区的对比，以及长江流域的不同演化阶段等都具有不同的水热碳关系.水和碳涉及一个流域的物质循环，而热则是一个流域的能量流动，因此，水热碳关系实际上承载了流域系统的跨圈层作用过程这个地球系统科学的核心

引用本文

谢树成, 严德天, 朱宗敏, 张宏斌, 凌文黎, 彭松柏, 2025. 流域地球系统科学与区域发展战略. 地球科学, 50(3): 815-829.

Citation

Xie Shucheng, Yan Detian, Zhu Zongmin, Zhang Hongbin, Ling Wenli, Peng Songbai, 2025. Earth System Science in Drainage Regions Connected with Societal Development. Earth Science, 50(3): 815-829.